最近在看一些java基础的东西,看到了队列这章,打算对复习的一些知识点做一个笔记,也算是对自己思路的一个整理,本章先聊聊java中的阻塞队列
参考文章:
http://ifeve.com/java-blocking-queue/
https://blog.csdn.net/u014082714/article/details/52215130
由上图可以用看出java中的阻塞队列都实现了 BlockingQueue接口,BlockingQueue又继承自Queue
1、什么是阻塞队列?
阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。
阻塞队列提供了四种处理方法:
- 抛出异常:是指当阻塞队列满时候,再往队列里插入元素,会抛出IllegalStateException(“Queue full”)异常。当队列为空时,从队列里获取元素时会抛出NoSuchElementException异常 。
- 返回特殊值:插入方法会返回是否成功,成功则返回true。移除方法,则是从队列里拿出一个元素,如果没有则返回null
- 一直阻塞:当阻塞队列满时,如果生产者线程往队列里put元素,队列会一直阻塞生产者线程,直到拿到数据,或者响应中断退出。当队列空时,消费者线程试图从队列里take元素,队列也会阻塞消费者线程,直到队列可用。
- 超时退出:当阻塞队列满时,队列会阻塞生产者线程一段时间,如果超过一定的时间,生产者线程就会退出。
2.、Java里的阻塞队列
JDK7提供了7个阻塞队列。分别是
- ArrayBlockingQueue :一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
- LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
- PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的*阻塞队列。
- DelayQueue:一个使用优先级队列实现的*阻塞队列。
- SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。
- LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的*阻塞队列。
- LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。
ArrayBlockingQueue
ArrayBlockingQueue是一个用数组实现的有界阻塞队列。此队列按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行排序。默认情况下不保证访问者公平的访问队列,所谓公平访问队列是指阻塞的所有生产者线程或消费者线程,当队列可用时,可以按照阻塞的先后顺序访问队列,即先阻塞的生产者线程,可以先往队列里插入元素,先阻塞的消费者线程,可以先从队列里获取元素。通常情况下为了保证公平性会降低吞吐量。我们可以使用以下代码创建一个公平的阻塞队列:
ArrayBlockingQueue fairQueue =
new
ArrayBlockingQueue(
1000
,
true
);
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
if (capacity <= 0)
throw new IllegalArgumentException();
this.items = new Object[capacity];
lock = new ReentrantLock(fair);
notEmpty = lock.newCondition();
notFull = lock.newCondition();
}
通过源码我们可以看到,构造器第一个参数是指定有界队列的大小(及数组的大小),第二个参数指定是否使用公平锁,这里可以看到阻塞队列的公平访问队列是通过重入锁来实现的(关于重入锁我们在别的章节介绍)
下边我们结合源码对其提供的方法做一个简单分析
关于构造器相关说明 /**
*
* 构造函数,设置队列的初始容量
*/
public ArrayBlockingQueue(int capacity) {
this(capacity, false);
} /**
* 构造函数。capacity设置数组大小 ,fair设置是否为公平锁
* capacity and the specified access policy.
*/
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair) {
if (capacity <= 0)
throw new IllegalArgumentException();
this.items = new Object[capacity];
lock = new ReentrantLock(fair);//是否为公平锁,如果是的话,那么先到的线程先获得锁对象。
//否则,由操作系统调度由哪个线程获得锁,一般为false,性能会比较高
notEmpty = lock.newCondition();
notFull = lock.newCondition();
} /**
*构造函数,带有初始内容的队列
*/
public ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair,
Collection<? extends E> c) {
this(capacity, fair); final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock(); //要给数组设置内容,先上锁
try {
int i = 0;
try {
for (E e : c) {
checkNotNull(e);
items[i++] = e;//依次拷贝内容
}
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) {
throw new IllegalArgumentException();
}
count = i;
putIndex = (i == capacity) ? 0 : i;//如果putIndex大于数组大小 ,那么从0重新开始
} finally {
lock.unlock();//最后一定要释放锁
}
}
关于方法的说明 /**
* 添加一个元素,其实super.add里面调用了offer方法
*/
public boolean add(E e) {
return super.add(e);
}
/**
* 当调用offer方法返回false时,直接抛出异常
*/
public boolean add(E e) {
if (offer(e))
return true;
else
throw new IllegalStateException("Queue full");
}
}
/**
*加入成功返回true,否则返回false
*
*/
public boolean offer(E e) {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();//上锁
try {
if (count == items.length) //超过数组的容量
return false;
else {
enqueue(e); //放入元素
return true;
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 如果队列已满的话,就会等待
*/
public void put(E e) throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();//和lock()方法的区别是让它在阻塞时也可抛出异常跳出
try {
while (count == items.length)
notFull.await(); //这里就是阻塞了,要注意。如果运行到这里,那么它会释放上面的锁,一直等到notify
enqueue(e);
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 带有超时时间的插入方法,unit表示是按秒、分、时哪一种
*/
public boolean offer(E e, long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
checkNotNull(e);
long nanos = unit.toNanos(timeout);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
while (count == items.length) {
if (nanos <= 0)
return false;
nanos = notFull.awaitNanos(nanos);//带有超时等待的阻塞方法
}
enqueue(e);//入队
return true;
} finally {
lock.unlock();
}
}
//实现的方法,如果当前队列为空,返回null
public E poll() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return (count == 0) ? null : dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
//实现的方法,如果当前队列为空,一直阻塞
public E take() throws InterruptedException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
while (count == 0)
notEmpty.await();//队列为空,阻塞方法
return dequeue();
} finally {
lock.unlock();
}
}
//带有超时时间的取元素方法,否则返回Null
public E poll(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
long nanos = unit.toNanos(timeout);
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try {
while (count == 0) {
if (nanos <= 0)
return null;
nanos = notEmpty.awaitNanos(nanos);//超时等待
}
return dequeue();//取得元素
} finally {
lock.unlock();
}
}
//只是看一个队列最前面的元素,取出是不删除队列中的原来元素。队列为空时返回null
public E peek() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return itemAt(takeIndex); // 队列为空时返回null
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 返回队列当前元素个数
*
*/
public int size() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return count;
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 返回当前队列再放入多少个元素就满队
*/
public int remainingCapacity() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
return items.length - count;
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 从队列中删除一个元素的方法。删除成功返回true,否则返回false
*/
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) return false;
final Object[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count > 0) {
final int putIndex = this.putIndex;
int i = takeIndex;
do {
if (o.equals(items[i])) {
removeAt(i); //真正删除的方法
return true;
}
if (++i == items.length)
i = 0;
} while (i != putIndex);//一直不断的循环取出来做判断
}
return false;
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 是否包含一个元素
*/
public boolean contains(Object o) {
if (o == null) return false;
final Object[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
if (count > 0) {
final int putIndex = this.putIndex;
int i = takeIndex;
do {
if (o.equals(items[i]))
return true;
if (++i == items.length)
i = 0;
} while (i != putIndex);
}
return false;
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 清空队列
*
*/
public void clear() {
final Object[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
int k = count;
if (k > 0) {
final int putIndex = this.putIndex;
int i = takeIndex;
do {
items[i] = null;
if (++i == items.length)
i = 0;
} while (i != putIndex);
takeIndex = putIndex;
count = 0;
if (itrs != null)
itrs.queueIsEmpty();
for (; k > 0 && lock.hasWaiters(notFull); k--)
notFull.signal();
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
/**
* 取出所有元素到集合
*/
public int drainTo(Collection<? super E> c) {
return drainTo(c, Integer.MAX_VALUE);
}
/**
* 取出所有元素到集合
*/
public int drainTo(Collection<? super E> c, int maxElements) {
checkNotNull(c);
if (c == this)
throw new IllegalArgumentException();
if (maxElements <= 0)
return 0;
final Object[] items = this.items;
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
int n = Math.min(maxElements, count);
int take = takeIndex;
int i = 0;
try {
while (i < n) {
@SuppressWarnings("unchecked")
E x = (E) items[take];
c.add(x);
items[take] = null;
if (++take == items.length)
take = 0;
i++;
}
return n;
} finally {
// Restore invariants even if c.add() threw
if (i > 0) {
count -= i;
takeIndex = take;
if (itrs != null) {
if (count == 0)
itrs.queueIsEmpty();
else if (i > take)
itrs.takeIndexWrapped();
}
for (; i > 0 && lock.hasWaiters(notFull); i--)
notFull.signal();
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
Java中的阻塞队列-ArrayBlockingQueue(一)的更多相关文章
-
聊聊并发(七)——Java中的阻塞队列
3. 阻塞队列的实现原理 聊聊并发(七)--Java中的阻塞队列 作者 方腾飞 发布于 2013年12月18日 | ArchSummit全球架构师峰会(北京站)2016年12月02-03日举办,了解更 ...
-
Java中的阻塞队列(BlockingQueue)
1. 什么是阻塞队列 阻塞队列(BlockingQueue)是 Java 5 并发新特性中的内容,阻塞队列的接口是 java.util.concurrent.BlockingQueue,它提供了两个附 ...
-
多线程编程学习六(Java 中的阻塞队列).
介绍 阻塞队列(BlockingQueue)是指当队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,直到队列不满:当队列空时,队列会阻塞获得元素的线程,直到队列变非空.阻塞队列就是生产者用来存放元素.消费者用来获取 ...
-
阻塞队列一——java中的阻塞队列
目录 阻塞队列简介:介绍阻塞队列的特性与应用场景 java中的阻塞队列:介绍java中实现的供开发者使用的阻塞队列 BlockQueue中方法:介绍阻塞队列的API接口 阻塞队列的实现原理:具体的例子 ...
-
Java中的阻塞队列
1. 什么是阻塞队列? 阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列.这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空.当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用 ...
-
java 中的阻塞队列
1.什么是阻塞队列: 支持阻塞的插入方法,意思是当队列满时,队列会阻塞插入元素的线程,知道队列不满. 支持阻塞的移除方法:意思是在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空. 插入和移除操作的4种处 ...
-
Java核心知识点学习----多线程中的阻塞队列,ArrayBlockingQueue介绍
1.什么是阻塞队列? 所谓队列,遵循的是先进先出原则(FIFO),阻塞队列,即是数据共享时,A在写数据时,B想读同一数据,那么就将发生阻塞了. 看一下线程的四种状态,首先是新创建一个线程,然后,通过s ...
-
java 5并发中的阻塞队列ArrayBlockingQueue的使用以及案例实现
演示一个阻塞队列的使用 public class BlockingQueueTest { public static void main(String[] args) { //创建一个包含三个元素的阻 ...
-
java中使用阻塞队列实现生产这与消费这之间的关系
需求如下: 有一个生产者和一个消费者,生产者不断的生产产品,消费这不断的消费产品.产品总数为N. 1.生产顺序按队列的方式,先进先出. 2.生产者和消费这可以同时进行. 3.当生产者生产了N个产品后不 ...
随机推荐
-
分页查询的两种方法(双top 双order 和 row_number() over ())
--跳过10条取2条 也叫分页select top 2 * from studentwhere studentno not in (select top 2 studentno from studen ...
-
Saltstack pillar组件
pillar组件 pillar也是Saltstack最重要的组件之一,其作用是定义与被控主机相关的任何数据,定义好的数据可以被其他组件使用,如模板.state.API等.在pillar中定义的数据与 ...
-
【原】训练自己的haar-like特征分类器并识别物体(3)
在前两篇文章中,我介绍了<训练自己的haar-like特征分类器并识别物体>的前三个步骤: 1.准备训练样本图片,包括正例及反例样本 2.生成样本描述文件 3.训练样本 4.目标识别 == ...
-
安装服务Memcached+Nginx+Php linux下安装
Memcached安装 1. 源码安装libevent(下载地址:http://monkey.org/~provos/libevent/) 2. 源码安装memcached(下载地 ...
-
详解MySQL中EXPLAIN解释命令(转)
explain显示了mysql如何使用索引来处理select语句以及连接表.可以帮助选择更好的索引和写出更优化的查询语句. 使用方法,在select语句前加上explain就可以了: 如: expla ...
-
输出第N个素数
输出第N个素数 public class FindNthPrime { public static void main(String[] args){ int N = Integer.parseInt ...
-
bzoj1233: [Usaco2009Open]干草堆tower
Description 奶牛们讨厌黑暗. 为了调整牛棚顶的电灯的亮度,Bessie必须建一座干草堆使得她能够爬上去够到灯泡 .一共有N大包的干草(1<=N<=100000)(从1到N编号) ...
-
[转载] Hadoop MapReduce
转载自http://blog.csdn.net/yfkiss/article/details/6387613和http://blog.csdn.net/yfkiss/article/details/6 ...
-
ss客户端以及tcp,udp,dns代理ss-tproxy在线安装版--centos7.3 x64以上(7.3-7.6x64测试通过)
#!/bin/sh # # Script for automatic setup of an SS-TPROXY server on CentOS 7.3 Minimal. # export PATH ...
-
oracle查询指定月份数据
SELECT * FROM [表名] where to_number(to_char([表中日期字段],'mm')) = [要查找的月份]